Измерительный преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4 К 19/00 4(5) ОПИ САНИ ЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ лект 36,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ, КОМИТЕТ СССР10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56)1,Волгин Л.И. Линейные электрические преобразователи, М., "Советское радио", с. 179, рис. 3.24.2. Электрические измерения неэ рических величин. Под ред. П.В,Но вицкого, Л "Энергия", 975, с.1 рис.6-1.(54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬНЬИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий первый сумматор, выход которого соединен с входом прямого преобразователя, а первый вход - с выходом обратного преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точнос. ти преобразования, в него дополнительно введены регулируемый источ иик опорного напряжения, второй сумматор с тремя входами, первый из которых подключен. к выходу прямого преобразователя, второй " к выходу источника опорного напряжения, третий сумматор, первый вход которо-го соединен с выходом прямого преобразователя, второй - с выходом первого интегратора, входом соединенного с выходом второго сумматора, а выход - с выходной шиной, второй интегратор, вход которого через нормально разомкнутый управляемый коммутатор,. соединен с выходной шиной, а выход - с третьим входом второго сумматора, инвертирующий усилитель с тремя входами, первый иэ которых соединен с выходом второго интегра" тора, второй - с выходной шиной, третий - с выходом источника опорно го напряжения, а выход соединен с входом обратного преобразователя, нормально замкнутый управляемый коммутатор, через который первьФ вход первого сумматора подключен к входной шине, и генератор .тактовых импульсов, выход которого подключен к управляющим входам управляемых коммутаторов1 11574Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использовано для преобразования контролируемыхвеличин в величины, удобнь 1 е для измерения. 5Известен измерительный преобразователь, содержащий прямой преобразователь, выход которого подключенк первому входу сумматора, второйвход которого подключен к выходу 10обратного преобразователя, а выход "к входу усилителя, выход которогосоединен с выходной шиной и черезцепь обратной связи с входом обратного преобразователя 1.11. 15Недостатком данного измерительного преобразователя является снижение точности преобразования при из"менениях пороговых значений зонынечувствительности характеристики Опреобразонания, например вследствиедрейфа нуля усилителя.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является измерительный преобразователь, содер"жащий первый сумматор, выход которого соединен с входом прямого преобразователя, первый вход - с вьгодомобратного преобразователя, усилитель,вход которого подключен к ныходупрямого преобразователя, а выход -к входу обратного преобразователяи к измерительному прибору, а второйвход сумматора подключен к входнойшине через предварительный преобразователь 2.Недостаткбм известного устройстваявляется снижение точнбсти преобразования при изменении пороговых эначе.ний эоны нечувствительности харак- .теристики преобразования, приведенных к входу прямого преобразователя.Цель изобретения - повьппение точ ности преобразования,Поставленная цель достигаетсятем, что в измерительный преобраэо 45ватель, содержащий первый сумма""тор,: выход которого соединен с входом прямого преобразователя, а первый вход - с выходом обратного преобразователя, дополнительно введены 50регулируемый источник опорного напряжения, второй сумматор с тремя входами, первый из которых подключен к вы ходу прямого преобразователя, второй"к выходу источника опорного напряжения, третий сумматор, первый вход которого соединен с выходом прямогопреобразователя, второй " с выходом первого интегратора, входом соединенного с выходом второго сумматора, а выход - с выходной шиной, второй интегратор, вход которого через нормально разомкнутый управляемый коммутатор соединен с выходной шиной, а выход - с третьим входом второго сумматора, инвертирующий усилитель с тремя нходами, первый из которых соединен с выходом второго интегратора, второй - с выходной шиной, третий - с выходом источника опорного напряжения, а выход соединен с входом обратного преобразователя, нормально замкнутый управляемый коммутатор, через котррый первый вход первого сумматора гдключен к входной шине 1. и генератор тактовых импульсов, вы" ход которого подключен к управляющим входам управляемых коммутаторов.На чертеже приведена блок-схемаизмерительного преобразователя.Измерительный преобразователь содержит первый сумматор 1, выход которого соединен с входом прямого преобразователя 2, а первый вход - с выходом обратного преобразователя 3. В него дополнительно введены регулируемый Источник 4 опорного напряжения, второй сумматор 5 с тремя входами, один иэ которых подключен к выходу прямого преобразователя 2, второй - к выходу источника 4 опорного напряжения, третий сумматор б, первый вход которого соединен с выходом прямого преобразователя 2, второй - с выходом первого интегратора 7, входом соединенного с выходом второго сумматора 5, а выход - с выходной шиной, второй интегратор 8, вход которого через нормально разомкнутый управляемый коммутатор 9 соединен с выходной шиной, а выход - с третьим входом второго сумматора 5, иннертирующий . усилитель 10 с тремя нходаьш, первый из которых соединен с выходом второго интегратора 8, второй - с выходкой шиной, третий - с выходом источника 4 опорного напряжения, выход - с входом обратного преобразователя 3, нормально замкнутый управляемый коммутатор 1, через который первый вход первого сумматора 1 подключен к входной шине, и генератор 12 тактовых импульсов, выход которого подключен к управляю1157 10 КР 1 К ЧВ этом случае 1 еваю О3шим входам управляемых коммутаторов 9 и 11,Измерительный преобразователь работает следующим образом.В такте измерения управляемые5 коммутаторы 9 и 11 находятся в нор" мальком состоянии, т,е, коммутатор 9 разомкнут, а коммутатор 11 замкнут.При отсутствии входного воздействия Ъ=О) выходные сигналы прямого преобразователя 2 равны нулю.На .вход интегратора 7 от регулируемого источника 4 опорного напряжения поступает напряжение 0(например,О )О ), что приводит к формированию на его выходе линейно возрас" тающего сигнала Оо, который через выходной сумматор 6, инвертирующий усилитель 10, обратный преобразователь 3, первый сумматор 1 подается на вход прямого преобразователя 2. Выходной сигнал прямого преобразователя О суммируется сумматором 5 опорным напряжением Ор . Увеличение дополнительного сигнала О, происходит до момента времени, когда Ор-и,= О 11)Одновременно сумматором 6 формируется выходной сигнал измерительного преобразователя 0 алгебраическим суммированием сигналов О н 0,Для рассматриваемого случа равенст во нулю выходного сигнала О обеспе чиваетая следующим об.азом,для .д", ь 4 Ь 4 кс закон изменения выходного сигнала О , с учетом пе" редаточных Функций элементов преобразователя, определяется40 Ь рЬ с,рс, Ь рЬ 469 4предельного свойства преобразования Лапласа и в предположении, что величины С , Ор и д", имеют вид ступенчатых функций, определяется какЬо со Ъо РЖЗ =ф рйР)= - "= - О -- д". ФЧст оо прр.фЪПосле подстановки в формулу (2) выражений. для коэффициентов а 1 ь, и с,. получим Кр ц (Ц= - С, -- 0 - "з)кр йр згде К " коэффициент преобразованияпрямого преобразователя 2;р - коэффициент преобразованияобратного преобразователя 3.Из формулы (3 ) следует, что для обеспечения независимости выходного сигнала 0 от выбора сигнала Ор необходимо выполнить следующее усло" вне Таким образом, выполнение условия 4 ) позволяет исключить влияние порога чувствительности на точность измерительного преобразования.При наличии входного воздействия например, С,О ) равенство (4) выполняется при увеличении сигнала Од, на величину, пропорциональ" ную входному воздействию, что происходит в переходном режиме. В дальнейшем, при любом изменении контролируемой величины С путем изменения ,дополнительного сигнала 0поддерАмживается выполнение равенства (4).Если входное воздействие отрицательной полярности С, ( О, то равенство 4) обеспечивается увеличением отрицательного значения сигнала 1) мТаким образом, по окончании переходного процесса выходной сигнал измерительного преобразователя пропорционален входнолу воздействию.В процессе функционирования вследствие воздействия внешних и внутренних возмущающих факторов происходит изменение порога чувствительности преобразователя. В этом случае по,является дополнительная ошибка иэмерительного преобразования в 0 45 Где а Ъ н с; - коэффициенть 1, определяемые параметра"ми измерительногопреобразователя;с " приведенный к вхоОду прямого преобразователя 2 суммарный порог чувствительности измерительного преобразователя.Установившееся значение выходного сигнала преобразователя на основанииСоставитель А.ПучковсТехред Л,Коцюбняк Редактор НТупица рректор А.Зимокосо 3363/44 ВНИИИ по 1130к Тираж ПИ Государственно елам изобретений Москва, Ж, Подписно комитета СССРоткрытийшская наб., д..у 1 егЛ Патент , гужород,ул.Проектная, 4 5Для рассматриваемого измеритель"ного преобразователя данная ошибкаопределяется какаО: -р 1где Д " изменение порога чувствительности.С целью исключения этой ошибкивводится цикЛ коррекции.,В такте коррекции коммутатор11 размывается и исключает воздействие контролируемой величины 6, а коммутатор 9 замыкается и обеспечива"ет подачу выходного сигнала О навход интегратора 8. В этом случаеО= дОИнтегратор 8 на основе сигналаошибки ЬО формирует корректирующийсигнал аОр, который на входе сумматора 5 и усилителя 1 О обратной связи суммируется с сигналом Ор,Корректирующий си гнальОувеличивается по абсолютной величине до момента равенства нулю выходного сигнала О= дО и запоминается до следующего цикла коррекции. Это происходит при увеличении (если й0) или уменьшении (если й( 01 по абсолютной величине корректирующего сигнала на величину. Таким обраэзбм, в такте коррекции производится периодическая коррекция условия (4 ), что позволяет исключить влияние на точность преобразования изменения порога чувствительности, следовательно отличия измеритель" ного преобразователя обеспечивают повышение точности преобразования.